CN1687821A - 磁光晶体/磁光薄膜复合型结构法拉第旋转器 - Google Patents
磁光晶体/磁光薄膜复合型结构法拉第旋转器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1687821A CN1687821A CN 200510050294 CN200510050294A CN1687821A CN 1687821 A CN1687821 A CN 1687821A CN 200510050294 CN200510050294 CN 200510050294 CN 200510050294 A CN200510050294 A CN 200510050294A CN 1687821 A CN1687821 A CN 1687821A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magneto
- crystal
- optic
- iron garnet
- rare earth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种磁光晶体/磁光薄膜复合型结构法拉第旋转器。它具有稀土铁石榴石磁光晶体，在稀土铁石榴石磁光晶体上设有液相外延稀土铁石榴石磁光薄膜层。所述的稀土铁石榴石磁光晶体的成分为：Re1 xRe2 yBi3－x－yFe5O12，其中，1.5<x<2.8，0.2<y<1.0，Re1：表示Yb，Re2：表示Tb、Ho、Y，为两类对法拉第旋转的波长系数有正、负相反响应的稀土离子。液相外延稀土铁石榴石磁光薄膜层的成分为：TbxBi3－xGayFe5－yO12，其中：1.5<x<2.5，0<y<1.0。磁光晶体/磁光薄膜复合型结构法拉第旋转器具有宽的工作带宽、宽的温度工作区间，利用本发明提供的磁光晶体/磁光薄膜复合型结构法拉第旋转器能使宽带(>50nm)、宽温(－30℃至+80℃)光隔离器成为可能，这对光通信、光集成、光测量等系统的发展有极大的应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及光通信、光集成，尤其涉及一种磁光晶体/磁光薄膜复合型结构法拉第旋转器。
背景技术
近年来，随着光通信、光缆电视和光集成等系统的发展，一个智能宽带的光纤网络逐渐形成，对光隔离器的带宽工作特性、温度特性等性能指标要求更为严格。以偏振敏感型光隔离器为例，综合国内外各公司常规水平，目前光隔离器产品在中心工作波长1550nm处，插入损耗＜0.5dB，反向隔离度＞40dB条件下的工作带宽仅约20nm，所规定带宽指标下的工作温度区域为0℃～50℃。但实际工程环境温度变化很大，有时要在陆地上提供环境温度-30℃～+80℃范围内工作性能好的光隔离器。对于用于密集波分复用多路光通信系统的光隔离器，其工作带宽要求也在50nm以上。作为光隔离器核心部件的45°法拉第旋转器的带宽特性、温度特性的提高尤为迫切。
45°法拉第旋转器目前国内外都采用含Bi铁石榴石晶体，其中GdBiIG材料得到普遍应用。在近红外波段，此种晶体的磁光优值(θf/α≈100°/dB)约比YIG材料的磁光优值大一个数量级。因此，当λ＝1550nm时，45°法拉第旋转器的厚度仅为0.3mm，并且该晶体的饱和磁化强度较低(约几万A/m)，但是它的法拉第旋转角(θf)的温度系数FTC(-0.08deg/K)和波长系数FWC(0.14％/nm)较大，从而使45°法拉第旋转器在-30℃至+80℃温度区域和带宽要求为100nm的工作环境中，对旋转45°角时产生的最大偏差角分别约为4.8°和6.3°，这将使光隔离器的反向隔离度下降至15dB以下而不能正常工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种磁光晶体/磁光薄膜复合型结构法拉第旋转器。
它具有稀土铁石榴石磁光晶体，在稀土铁石榴石磁光晶体上设有液相外延稀土铁石榴石磁光薄膜层。
所述的稀土铁石榴石磁光晶体的成份为：Re1 xRe2 yBi3-x-yFe5O12其中，1.5＜x＜2.8，0.2＜y＜1.0，Re1：表示Yb，、Re2：表示Tb、Ho、Y，为两类对法拉第旋转的波长系数有正、负相反响应的稀土离子，稀土晶位中Re1、Re2、Bi离子的含量比例，使Re1 xRe2 yBi3-x-yFe5O12磁光晶体在λ＝1550±50nm处θf的FWC为＜0.02％/nm。液相外延稀土铁石榴石磁光薄膜层为：TbxBi3-xGayFe5-yO12，其中：1.5＜x＜2.5，0＜y＜1.0，调节薄膜的补偿温度点至工作温区中点，利用该膜的法拉第旋转在补偿温度点上、下温区旋转方向相反的特点来使Re1 xRe2 yBi3-x-yFe5O12磁光晶体的θf的FTC为＜-0.02deg/K。
本发明的磁光晶体/磁光薄膜复合型结构法拉第旋转器具有宽的工作带宽、宽的温度工作区间。利用本发明提供的磁光晶体/磁光薄膜复合型结构法拉第旋转器能使宽带(＞50nm)、宽温(-30℃至+80℃)光隔离器成为可能，这对光通信、光集成、光测量等系统的发展有极大的应用价值。
附图说明
附图是磁光晶体/磁光薄膜复合型结构法拉第旋转器结构示意图。
具体实施方式
磁光晶体/磁光薄膜复合型结构法拉第旋转器具有稀土铁石榴石磁光晶体
1，在稀土铁石榴石磁光晶体1上设有液相外延稀土铁石榴石磁光薄膜层2。
本发明是在Re1 xRe2 yBi3-x-yFe5O12(其中，1.5＜x＜2.8，0.2＜y＜1.0，Re1：表示Yb，等、Re2：表示Tb、Ho、Y，为两类对法拉第旋转的波长系数有正、负相反响应的稀土离子)磁光晶体表面上液相外延一层TbxBi3-xGayFe5-yO12(其中，5＜x＜2.5，0＜y＜1.0)磁光薄膜。
本发明以B2O3/Bi2O3为助熔剂，采用高温溶液自发成核缓慢降温方法生长Re1 xRe2 yBi3-x-yFe5O12磁光晶体，调整稀土晶位中Re1、Re2、Bi离子的含量比例，使Re1 xRe2 yBi3-x-yFe5O12磁光晶体在λ＝1550±50nm处θf的FWC为＜0.02％/nm，然后在该晶体<111>面上液相外延一层TbxBi3-xGayFe5-yO12磁光薄膜，调节薄膜的补偿温度点至工作温区中点，利用该膜的法拉第旋转在补偿温度点上、下温区旋转方向相反的特点来使Re1 xRe2 yBi3-x-yFe5O12磁光晶体的θf的FTC为＜-0.02deg/K。
磁光晶体/磁光薄膜复合型结构法拉第旋转器的主要性能指标为；
中心波长(nm) 1550
法拉第旋转角θf(deg/cm) ＞450 即45°旋转器的厚度＜1.0mm
θf的温度系数FTC(deg/K) ＜-0.02 -30℃～+80℃温区
θf的波长系数FWC(％/nm) ＜0.02
或(deg/nm) ＜0.009 波长为(1550±50)nm处
晶体饱和磁化强度(Gs) ＜600
Claims (3)
1.一种磁光晶体/磁光薄膜复合型结构法拉第旋转器，其特征在于，它具有稀土铁石榴石磁光晶体(1)，在稀土铁石榴石磁光晶体(1)上设有液相外延稀土铁石榴石磁光薄膜层(2)。
2.根据权利要求1所述的一种磁光晶体/磁光薄膜复合型结构法拉第旋转器，其特征在于，所述的稀土铁石榴石磁光晶体的成份为：Re1 xRe2 yBi3-x-yFe5O12，其中，1.5＜x＜2.8，0.2＜y＜1.0，Re1：表示Yb，、Re2：表示Tb、Ho、Y，为两类对法拉第旋转的波长系数有正、负相反响应的稀土离子，稀土晶位中Re1、Re2、Bi离子的含量比例，使Re1 xRe2 yBi3-x-yFe5O12磁光晶体在λ＝1550±50nm处θf的FWC为＜0.02％/nm。
3.根据权利要求1所述的一种磁光晶体/磁光薄膜复合型结构法拉第旋转器，其特征在于，所述的液相外延稀土铁石榴石磁光薄膜层(2)为：Tbx Bi3-xGayFe5-yO12，其中：1.5＜x＜2.5，0＜y＜1.0，调节薄膜的补偿温度点至工作温区中点，利用该膜的法拉第旋转在补偿温度点上、下温区旋转方向相反的特点来使Re1 xRe2 yBi3-x-yFe5O12磁光晶体的θf的FTC为＜-0.02deg/K。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200510050294 CN1687821A (zh) | 2005-04-19 | 2005-04-19 | 磁光晶体/磁光薄膜复合型结构法拉第旋转器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200510050294 CN1687821A (zh) | 2005-04-19 | 2005-04-19 | 磁光晶体/磁光薄膜复合型结构法拉第旋转器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1687821A true CN1687821A (zh) | 2005-10-26 |
Family
ID=35305863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200510050294 Pending CN1687821A (zh) | 2005-04-19 | 2005-04-19 | 磁光晶体/磁光薄膜复合型结构法拉第旋转器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1687821A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010075808A1 (zh) * | 2009-01-04 | 2010-07-08 | 上海舜宇海逸光电技术有限公司 | 磁光晶体及其制备方法以及磁光晶体的应用装置 |
| CN104775153A (zh) * | 2015-05-08 | 2015-07-15 | 西南应用磁学研究所 | 新型磁光单晶材料生长方法 |
| CN106249443A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-21 | 欧阳征标 | 磁光薄膜磁表面快波方向可控光二极管 |
| CN108546992A (zh) * | 2018-04-11 | 2018-09-18 | 福州大学 | 一种钴铁掺杂的软铋矿型磁光晶体及其制备方法与应用 |
-
2005
- 2005-04-19 CN CN 200510050294 patent/CN1687821A/zh active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010075808A1 (zh) * | 2009-01-04 | 2010-07-08 | 上海舜宇海逸光电技术有限公司 | 磁光晶体及其制备方法以及磁光晶体的应用装置 |
| CN104775153A (zh) * | 2015-05-08 | 2015-07-15 | 西南应用磁学研究所 | 新型磁光单晶材料生长方法 |
| CN106249443A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-21 | 欧阳征标 | 磁光薄膜磁表面快波方向可控光二极管 |
| CN108546992A (zh) * | 2018-04-11 | 2018-09-18 | 福州大学 | 一种钴铁掺杂的软铋矿型磁光晶体及其制备方法与应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hansen et al. | Magnetic and magneto‐optic properties of bismuth‐and aluminum‐substituted iron garnet films | |
| Ikesue et al. | Giant Faraday rotation in heavily ce-doped YIG bulk ceramics | |
| Sposito et al. | Pulsed laser deposition of high-quality μm-thick YIG films on YAG | |
| WO2004061494A2 (en) | Magnetically active semiconductor waveguides for optoelectronic integration | |
| CN1687821A (zh) | 磁光晶体/磁光薄膜复合型结构法拉第旋转器 | |
| US4712855A (en) | Planar optical waveguide and method of manufacturing same | |
| US6288827B1 (en) | Faraday rotator | |
| DE60031475T2 (de) | Variabler optischer Abschwächer mit einem temperaturabhängigen Faraday Rotator | |
| US5479290A (en) | Faraday's rotator and optical isolator | |
| Machida et al. | Magneto‐optical properties of Bi‐substituted epitaxial rare‐earth iron garnet thick films | |
| CA1253372A (en) | Planar optical waveguide and process for its manufacture | |
| EP1162635B1 (en) | Material for bismuth substituted garnet thick film and a manufacturing method thereof | |
| US5965287A (en) | Magneto-optical element material and Faraday element using the same | |
| US5596447A (en) | Magnetooptical element | |
| CN100399111C (zh) | 法拉第转子及用其的光部件 | |
| JP2874319B2 (ja) | 磁気光学材料、その製造法およびそれを用いた光素子 | |
| JPH0766114B2 (ja) | 磁気光学素子材料 | |
| JPH10273397A (ja) | ファラデー素子 | |
| JPH0727823B2 (ja) | 磁気光学素子用磁性ガ−ネツト材料 | |
| JP3476557B2 (ja) | ファラデー回転子 | |
| Machida et al. | Growth of Bi-substituted garnet thick epitaxial films for optical isolators | |
| JPS6120926A (ja) | 磁気光学素子材料 | |
| Duan et al. | Effect of Gadolinium Addition on Magnetic and Magneto-Optical Properties of Yttrium Iron Garnet Crystal | |
| Imamura et al. | Magneto-optical property of Bi-substituted yttrium Iron garnet films on SmGG substrates in a wavelength region of 0.7-0.9 µm | |
| Yang et al. | Linear birefringence control and magnetization in sputter-deposited magnetic garnet films |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |